Цель работы Изучение дифракции от щели нити и одномерной дифракционной решетки

Работа добавлена на сайт samzan.net:

1. Цель работы

Изучение дифракции от щели, нити и одномерной дифракционной решетки. Определение длины волны излучения лазера и периода дифракционной решетки.

2. Разделы теории

Дифракция Фраунгофера на одной щели, на дифракционной решетке.

3. Приборы и принадлежности

Оптический квантовый генератор (лазер) с блоком питания, раздвижная щель, нить, дифракционные решетки, экран.

4. Описание установки

Экспериментальная установка (рис. 505.1) состоит из лазера 1 с блоком питания 2, приборов для наблюдения дифракции 3 (щель, нить, дифракционная решетка) и экрана 4.

Использование газового лазера в качестве источника излучения позволяет наблюдать дифракционную картину непосредственно на экране (без собирательной линзы) вследствие высокой когерентности и достаточно большой мощности излучения лазера. Вначале необходимо ознакомиться с инструкцией по работе с лазером, которая прилагается к описанию лабораторной работы. Используемые в работе дифракционные решетки представляют собой прозрачные пластинки с нанесенными фотографически полосками. Полоски играют роль темного промежутка между щелями - прозрачными участками пластинки. Для определения характерных размеров препятствий или длины волны излучения источника надо рассчитать углы дифракции, под которыми расположены на экране интерференционные максимумы (см. рис. 505.1)

(505.1)

где L - расстояние от щели, (нити, дифракционной решетки) до экрана; lk- расстояние от центрального до k-го максимума.

Расстояние L измеряется линейкой, a lk определяется с помощью миллиметровой бумаги, которой покрыт экран. Расстояние lk отсчитывается от центрального до 2 - 3 боковых максимумов достаточной интенсивности.

Ширина щели определяется по формуле для дифракционного максимума

(505.2)

где k - порядок максимума. Здесь k = 1,2, 3,...

Период дифракционной решетки и длина волны рассчитывается по формуле

(505.3)

При наблюдении дифракции от нити и определении толщины нити учитывается тот факт, что дифракционные картины от препятствия (нить) и от равного ему отверстия (щель) должны быть совершенно одинаковы вне области свободного распространения света. Таким образом, дифракционная картина от нити будет такой же, как и от щели, ширина которой равна толщине нити. Поэтому для определения толщины нити можно пользоваться теми же расчетными формулами, что и для щели (505.1).

5. Порядок выполнения работы

Упражнение 1. Изучение дифракции от щели

Установить на пути лазерного луча держатель с раздвижной щелью. Ширина щели может быть изменена с помощью микрометрического винта. Получить на экране четкую дифракционную картину в виде центрального наиболее яркого максимума и системы симметричных относительно него максимумов. Выяснить, как меняется дифракционная картина при изменении ширины щели, результат записать в отчет
Измерить расстояние L от щели до экрана. Определись расстояния lk от центрального максимума до середины 1, 2 и 3-го максимумов. Повторить измерения, изменив расстояние L.
Записать значения L и lk в таблицу.

3. Рассчитать ширину щели по формуле , полученной из (505.2) с учетом выражения (505.1).

4. По результатам наблюдений сделать выводы. Оценить погрешность измерений.

Упражнение 2. Изучение дифракции от нити

Установить на пути лазерного пучка держатель с нитью и получить четкую дифракционную картину.
Измерить параметры дифракционной картины и определить толщину нити (так же, как в упражнении 1). Данные измерения и расчетов занести в таблицу.

3. Оценить погрешность измерений.

Упражнение 3. Изучение дифракции на одномерной решетке и определения длины волны излучения лазера

Установить между лазером и экраном дифракционную решетку с известной постоянной. Включить лазер и получить на экране дифракционную картину. Выяснить, как изменяется дифракционная картина при повороте решетки вокруг вертикальной оси. Результат наблюдений записать в отчет.
Установить плоскость решетки нормально к лучу лазера Измерить расстояние от решетки да экрана L, а также расстояние lk между центральным максимумом и максимумами 1, 2 и 3-го порядков в отдельности, которые расположены по обе стороны от центрального. Результаты занести в таблицу.
Определить длину волны излучения лазера по формуле , полученной из формулы (505.3) с учетом выражения (505.1).

4. По результатам наблюдения сделать выводы. Оценить погрешность измерений.

Упражнение 4. Определение постоянной одномерной дифракционной решетки

Получить дифракционную картину от решетки с неизвестной постоянной. Произвести все необходимые измерения для определения углов дифракции (аналогично тому, как описано выше). Данные занести в таблицу.
Рассчитать неизвестную постоянную дифракционной решетки, пользуясь формулой на основании формул (505.3), (505.1) и полученной в упражнении 3 длины волны излучения лазера.

3. Оценить погрешность измерений.

Таблица 1

L, м	λ, м	lk, м	bk, мкм	bcp, мкм
		l1	l2	l3	b1	b2	b3

b1=

Таблица 2

L, м	λ, м	lk, м	bk, мкм	bcp, мкм
		l1	l2	l3	b1	b2	b3

b1=

Таблица 3

L, м	d, м	lk, м	λ k, нм	λ cp, нм
		l1	l2	l3	λ 1	λ 2	λ 3

λ 1=

Таблица 4

L, м	λ, м	lk, м	d k, мкм	d cp, мкм
		l1	l2	l3	d 1	d 2	d 3

d1=

Министерство Образования Российской Федерации

Таганрогский Технологический Институт

Южного Федерального университета

ДОПУСК	ВЫПОЛНЕНИЕ
дата	подпись	дата	подпись

Студент: ___________________________________________ группа: _______

Работа № 505

ДИФРАКЦИЯ ПЛОСКИХ ВОЛН НА ЩЕЛИ И НИТИ.

ОДНОМЕРНАЯ ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА

Таганрог 2010

1. Проведение сертификции творога Классического с масовой долей жира 18%, вырбатываемого кислотно-сычужным способом по ГОСТ Р 52096-2003
2. Увод
3. Введение Рассмотреть традиционные представления об эвтаназии; Понять в каком случае можно говорить о
4. і. Поширення феодального землеволодіння супроводжувалося зміцненням економічного становища феодалів.
5. Тема- Аналіз продуктивності праці Завдання 1 Визначити приріст продукції по підприємству дані в тому
6. Курсовая работа- Сущность затрат и их классификация в бухгалтерском управленческом учете
7. РОСПРОМ ЮКОС Данная группа сформирована банком Менатеп
8. .Капитальные вложения их структура.
9. а. Призыв граждан на военную службу по мобилизации осуществляется только военными комиссариатами на основ
10. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук2
11. Экологическое состояние Мурманской области и Карелии
12. Винни ~ Пух у нас в гостях
13. Контрольная работа- Анализ выполнения законов организации
14. Этикет и протокол делового общения
15. 12.12 На 31
16. Доклад инвестиции в человеческий капитал Хотя идея человеческого капитала не нова сам этот термин возник
17. При полной форме прилагательного употребленной в функции именной части составного сказуемого как правило
18. тема электроавтоматики это совокупность объекта управления и электрического автоматического управляющего
19. Тема 1. РОЛЬ ПЕРЕГОВОРОВ В ЖИЗНИ СОВРЕМЕННОГО ОБЩЕСТВА 1
20. Разработка пакета документов ФИРМЫ

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе